(57)【要約】  外部電源（２６０）から、充電ケーブル（２５０）を介して伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両であって、充電可能な蓄電装置（１１０）と、充電装置（２００）と、制御装置（３００）とを備える。充電装置（２００）は、外部電源（２６０）から伝達される電力を用いて蓄電装置（１１０）に充電電力を供給する。制御装置（３００）は、外部電源（２６０）から充電装置（２００）までの電力伝達経路の状態に基づいて、充電電力を制限するように充電装置（２００）を制御する。このような構成とすることによって、ユーザによって延長ケーブルが追加されたり、充電ケーブル（２５０）等に不具合が発生している場合であっても、ケーブルが過度に発熱することによってケーブルの損傷を招いたり、周囲の機器に影響をおよぼすことを抑制することが可能となる。
2011142004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源（２６０）から、充電ケーブル（２５０）を介して伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両であって、
充電可能な蓄電装置（１１０）と、
前記外部電源（２６０）から伝達される電力を用いて前記蓄電装置（１１０）に充電電力を供給するための充電装置（２００）と、
前記外部電源（２６０）から前記充電装置（２００）までの電力伝達経路の状態に基づいて、前記充電電力を制限するように前記充電装置（２００）を制御するための制御装置（３００）とを備える、車両。
【請求項２】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の抵抗値に基づいて前記充電電力を制限する、請求の範囲第１項に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の抵抗値がしきい値より大きい場合に、前記電力伝達経路の抵抗値が大きくなるにつれて前記充電電力が小さくなるように前記充電装置（２００）を制御する、請求の範囲第２項に記載の車両。
【請求項４】
前記充電ケーブル（２５０）を接続するためのインレット（２３０）と、
前記インレット（２３０）と前記充電装置（２００）とを結ぶ電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）とをさらに備え、
前記電力伝達経路は、前記充電ケーブル（２５０）および前記電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）を含み、
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の全体の抵抗値から前記電力線（ＡＣＬ１，ＡＣＬ２）の抵抗値および前記充電ケーブル（２５０）の抵抗値を差し引いた残余の抵抗値の大きさに応じて、前記充電電力を制限する、請求の範囲第３項に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置（３００）は、外部充電時に前記外部電源（２６０）から伝達される電力の電圧および電流に基づいて、前記電力伝達経路の抵抗値を演算する、請求の範囲第２項に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置（３００）は、外部充電を実行しながら、前記電力伝達経路の抵抗値の演算および演算された抵抗値に基づいた前記充電電力の制限を行なう、請求の範囲第５項に記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置（３００）は、本格的な充電に先立って、前記電力伝達経路の抵抗値を演算するためのテスト充電を実行し、演算された抵抗値に基づいて前記充電電力の制限に関する設定を行なった後に、本格的な充電を開始する、請求の範囲第５項に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の消費電力に基づいて前記充電電力を制限する、請求の範囲第１項に記載の車両。
【請求項９】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の消費電力がしきい値より大きい場合に、前記電力伝達経路の消費電力が大きくなるにつれて前記充電電力が小さくなるように前記充電装置（２００）を制御する、請求の範囲第８項に記載の車両。
【請求項１０】
前記制御装置（３００）は、前記車両（１００）の外部の外気温に基づいて、前記充電電力の制限量を修正する、請求の範囲第９項に記載の車両。
【請求項１１】
前記制御装置（３００）は、前記外気温が高いほど、前記充電電力が小さくなるように、前記充電電力の制限量を修正する、請求の範囲第１０項に記載の車両。
【請求項１２】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の状態に基づいて、前記充電装置（２００）から出力される充電電流を制限する、請求の範囲第１項に記載の車両。
【請求項１３】
前記制御装置（３００）は、前記電力伝達経路の状態に対応した予め定められたマップを用いて、前記充電電流の制限量を決定する、請求の範囲第１２項に記載の車両。
【請求項１４】
前記充電電力が制限されていることを通知するための警告装置（１９５）をさらに備える、請求の範囲第１項に記載の車両。
【請求項１５】
外部電源（２６０）から伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両の制御方法であって、
前記車両（１００）は、
充電可能な蓄電装置（１１０）と、
前記外部電源（２６０）から伝達される電力を用いて前記蓄電装置（１１０）に充電電力を供給するための充電装置（２００）とを含み、
前記制御方法は、
前記外部電源（２６０）から前記充電装置（２００）までの電力伝達経路の状態を検出するステップと、
検出された前記電力伝達経路の状態に基づいて、前記充電電力の制限量を決定するステップと、
決定された前記充電電力の制限量に基づいて、前記充電装置（２００）を制御するための制御指令を生成するステップとを備える、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。【０００３】
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電（以下、単に「外部充電」とも称する。）が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。【０００４】
特開平１１−２２０８１３号公報（特許文献１）は、仕様が異なる複数の車両側コネクタに対応可能とした電気自動車充電用中継コネクタに関する技術を開示する。特開平１１−２２０８１３号公報（特許文献１）に開示された中継コネクタを用いることにより、既存の電気自動車用電源装置において、複数種の車両側コネクタに対応可能とできるので、充電の対象となる車種を広げることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２０８１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラグイン・ハイブリッド車にように、家屋に設けられた標準的な電源コンセントから充電電力を供給する場合、たとえば、車両とコンセントとの距離が専用の充電ケーブルよりも長いようなときには、充電ケーブルとコンセントとの間を、市販の延長コードを用いて接続することが考えられる。【０００７】
この延長ケーブルが、たとえば非常に長いものであったり、許容電流容量が小さいものであったりした場合に、専用ケーブルのみを使用する場合と同等の充電電流を用いて充電を行なうと、延長ケーブルにおける発熱によって延長ケーブルの損傷の原因となったり、充電するための他の機器に影響をおよぼしたりするおそれがある。【０００８】
また、専用の充電ケーブルのみが用いられる場合であっても、充電ケーブル内の接続部の接触不良などの不具合によって、電力伝達経路の抵抗値が正常な場合に比べて増加してしまったような場合には、同じように発熱等による影響が生じるおそれがある。【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、電力伝達経路の状態に基づいて充電電力を調整可能な充電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による車両は、外部電源から、充電ケーブルを介して伝達される電力を用いて外部充電が可能であって、充電可能な蓄電装置と、充電装置と、制御装置とを備える。充電装置は、外部電源から伝達される電力を用いて蓄電装置に充電電力を供給する。制御装置は、外部電源から充電装置までの電力伝達経路の状態に基づいて、充電電力を制限するように充電装置を制御する。【００１１】
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の抵抗値に基づいて充電電力を制限する。
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の抵抗値がしきい値より大きい場合に、電力伝達経路の抵抗値が大きくなるにつれて充電電力が小さくなるように充電装置を制御する。【００１２】
好ましくは、車両は、充電ケーブルを接続するためのインレットと、インレットと充電装置とを結ぶ電力線とをさらに備える。電力伝達経路は、充電ケーブルおよび電力線を含む。そして、制御装置は、電力伝達経路の全体の抵抗値から電力線の抵抗値および充電ケーブルの抵抗値を差し引いた残余の抵抗値の大きさに応じて、充電電力を制限する。【００１３】
好ましくは、制御装置は、外部充電時に外部電源から伝達される電力の電圧および電流に基づいて、電力伝達経路の抵抗値を演算する。【００１４】
好ましくは、制御装置は、外部充電を実行しながら、電力伝達経路の抵抗値の演算および演算された抵抗値に基づいた充電電力の制限を行なう。【００１５】
好ましくは、制御装置は、本格的な充電に先立って、電力伝達経路の抵抗値を演算するためのテスト充電を実行し、演算された抵抗値に基づいて充電電力の制限に関する設定を行なった後に、本格的な充電を開始する。【００１６】
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の消費電力に基づいて充電電力を制限する。
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の消費電力がしきい値より大きい場合に、電力伝達経路の消費電力が大きくなるにつれて充電電力が小さくなるように充電装置を制御する。【００１７】
好ましくは、制御装置は、車両の外部の外気温に基づいて、充電電力の制限量を修正する。【００１８】
好ましくは、制御装置は、外気温が高いほど、充電電力が小さくなるように、充電電力の制限量を修正する。【００１９】
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の状態に基づいて、充電装置から出力される充電電流を制限する。【００２０】
好ましくは、制御装置は、電力伝達経路の状態に対応した予め定められたマップを用いて、充電電流の制限量を決定する。【００２１】
好ましくは、車両は、充電電力が制限されていることを通知するための警告装置をさらに備える。【００２２】
本発明による車両の制御方法は、外部電源から伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両の制御方法である。車両は、充電可能な蓄電装置と、外部電源から伝達される電力を用いて蓄電装置に充電電力を供給するための充電装置とを含む。そして、制御方法は、外部電源から充電装置までの電力伝達経路の状態を検出するステップと、検出された電力伝達経路の状態に基づいて充電電力の制限量を決定するステップと、決定された充電電力の制限量に基づいて充電装置を制御するための制御指令を生成するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、電力伝達経路の状態に基づいて充電電力を調整可能な充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。
【図２】ＰＣＵ内部の構成の一例を示す図である。
【図３】延長ケーブルが用いられる場合の電力伝達経路の構成の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態において、ＥＣＵで実行される充電電力制御を説明するための機能ブロック図である。
【図５】電力伝達経路の抵抗値に基づいて、充電電力の補正係数を設定するためのマップの一例を示す図である。
【図６】電力伝達経路の消費電力に基づいて、充電電力の補正係数を設定するためのマップの一例を示す図である。
【図７】本実施の形態において、ＥＣＵで実行される充電電力制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。
図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay：ＳＭＲ）と、駆動装置であるＰＣＵ（Power  Control  Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを備える。
【００２７】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２８】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２９】
システムメインリレーＳＭＲに含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、システムメインリレーＳＭＲは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００３０】
図２は、ＰＣＵ１２０の内部構成の一例を示す図である。
図２を参照して、ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００３１】
コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１と電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１との間で電力変換を行なう。
【００３２】
インバータ１２２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１に接続される。インバータ１２２は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩに基づいてモータジェネレータ１３０を駆動する。
【００３３】
コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＨＰＬおよび接地線ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。
【００３４】
再び図１を参照して、モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３５】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３６】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１１０を充電することも可能である。
【００３７】
すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。
【００３８】
車両１００は、さらに低電圧系（補機系）の構成として、空調機１６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、補機バッテリ１８０と、補機負荷１９０とを含む。
【００３９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続され、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、蓄電装置１１０から供給される直流電圧を降圧する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０は、電力線ＰＬ３を介して補機バッテリ１８０、補機負荷１９０およびＥＣＵ３００などの車両全体の低電圧系に電力を供給する。
【００４０】
補機バッテリ１８０は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１８０の出力電圧は、蓄電装置１１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。
【００４１】
補機負荷１９０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。
【００４２】
空調機１６０は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続される。空調機１６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＯＰＥに基づいて駆動され、車両１００の室内の空調を行なう。
【００４３】
車両１００は、警告装置１９５と、温度センサ１９６とをさらに備える。
警告装置１９５は、ＥＣＵ３００によって実行される、後述する充電電力制御において充電電力の補正が必要である場合に、ユーザに対して充電電力の補正が行なわれたことを通知する。警告装置１９５は、たとえば、表示灯、警告ブザーまたは表示パネルなどであり、ユーザに充電電力の補正が行なわれたことを視覚的または聴覚的な手法によって通知する。
【００４４】
温度センサ１９６は、車両１００の外気温ＴＭＰを検出し、その検出結果をＥＣＵ３００へ出力する。
【００４５】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４６】
ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ１２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０、充電装置２００などを制御するための制御信号を出力する。なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、制御装置の構成はこれに限定されない。たとえば、ＰＣＵ１２０を制御する制御装置や、充電装置２００を制御する制御装置のように、制御される機器や機能ごとに個別に制御装置を設ける構成としてもよい。
【００４７】
また、ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に含まれるセンサ（図示せず）からのバッテリ電圧ＶＢおよびバッテリ電流ＩＢの検出値を受ける。ＥＣＵ３００は、バッテリ電圧ＶＢおよびバッテリ電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１１０の充電状態（以下、ＳＯＣ（State  of  Charge）とも称する。）を演算する。
【００４８】
車両１００は、外部電源２６０からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、充電装置２００と、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、インレット２３０と、充電リレーＣＨＲとを含む。
【００４９】
インレット２３０は、外部電源２６０からの交流電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。インレット２３０には、充電ケーブル２５０の充電コネクタ２５１が接続される。そして、充電ケーブル２５０のプラグ２５３が、（たとえば、商用電源のような）外部電源２６０のコンセント２６１に接続されることによって、外部電源２６０からの交流電力が、充電ケーブル２５０の電線部２５２を介して車両１００に伝達される。なお、充電ケーブル２５０の電線部２５２には、外部電源２６０から車両１００への電力の供給と遮断とを切替えるための、充電回路遮断装置（以下「ＣＣＩＤ（Charging  Circuit  Interrupt  Device）」とも称する。）が介挿されるようにしてもよい。
【００５０】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２３０に接続される。また、充電装置２００は、充電リレーＣＨＲを介して、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２によって蓄電装置１１０に接続される。
【００５１】
充電装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、インレット２３０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。
【００５２】
充電リレーＣＨＲは、蓄電装置１１０と充電装置２００とを結ぶ電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ介挿される。そして、充電リレーＣＨＲは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて制御され、蓄電装置１１０と充電装置２００との間での電力の供給と遮断とを切替える。
【００５３】
電圧センサ２１０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の間に接続される。電圧センサ２１０は、外部電源２６０から伝達される交流電力の電圧ＶＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。電流センサ２２０は、電力線ＡＣＬ１に設けられる。電流センサ２２０は、電力線ＡＣＬ１に流れる電流ＩＡＣを検出し、その検出値をＥＣＵ３００へ出力する。なお、電流センサ２２０は、電力線ＡＣＬ２に設けられてもよい。
【００５４】
このような車両１００においては、上述のように、充電ケーブル２５０のプラグ２５３は、家庭のコンセント２６１に接続されるので、標準化された形態を有する。そのため、たとえば、車両１００とコンセント２６１との距離が離れており、充電ケーブル２５０の長さでは充電ケーブル２５０がコンセント２６１へ接続できないような場合には、図３のように、ユーザが市販の延長ケーブル２７０を用いて、充電ケーブル２５０とコンセント２６１とを電気的に接続する可能性がある。
【００５５】
延長ケーブル２７０は、電線部２７２の一方端に充電ケーブル２５０のプラグ２５３が接続可能なコンセント２７１を有し、電線部２７２の他方端にコンセント２６１と接続するためのプラグ２７３とを有する。延長ケーブル２７０の構成は、図３のような構成の他に、電線部２７２がドラムに巻回されたケーブルリールのような構成とされてもよい。
【００５６】
このように延長ケーブル２７０を用いて車両１００と外部電源２６０とが接続されるような場合において、たとえば、延長ケーブル２７０の長さが非常に長く電線部２７２の抵抗値が大きいときや、延長ケーブル２７０の各部における許容電流容量が充電ケーブル２５０と比較して小さいときには、専用の充電ケーブル２５０のみを用いて外部電源２６０に接続される場合と同じ充電電力で蓄電装置１１０を充電すると、延長ケーブル２７０を流れる電流によって延長ケーブル２７０が過度に発熱することが考えられる。そうすると、延長ケーブル２７０が、この熱によって損傷したり、内部の電線が短絡等することによって車両１００の機器や、外部電源２６０の機器などの故障の原因となるおそれもある。
【００５７】
また、延長ケーブル２７０を用いない場合であっても、たとえば、充電ケーブル２５０において、充電コネクタ２５１やプラグ２５３での電線と端子の接続不良によって接続部の抵抗が増加したような場合には、同じように充電ケーブル２５０の損傷や、周囲への影響をおよぼす可能性が考えられる。
【００５８】
そこで、本実施の形態においては、外部電源から充電が可能な車両において、外部充電の際の、充電装置から外部電源までの電力伝達経路の状態を検出し、その検出された状態に基づいて、充電電力を調整する充電電力制御を行なう。具体的には、充電電力の電圧、電流に基づいて算出された、充電装置から外部電源までの電力伝達経路の抵抗値や消費電力に応じて充電電力を制限するように、充電装置２００を制御する。
【００５９】
このようにすることによって、延長ケーブルを介して充電がされたり、充電ケーブルに異常があるような状態で充電がされたりした場合であっても、ケーブルの過度の発熱を抑制することによって、ケーブルの損傷や周囲の機器への影響を防止することができる。
【００６０】
図４は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される充電電力制御を説明するための機能ブロック図である。図４の機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。
【００６１】
図１および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、温度検出部３１０と、電圧検出部３２０と、電流検出部３３０と、状態演算部３４０と、補正値設定部３５０と、指令設定部３６０と、警報出力部３７０とを含む。
【００６２】
温度検出部３１０は、温度センサ１９６からの外気温ＴＭＰの検出値を受ける。そして、温度検出部３１０は、受信した外気温ＴＭＰを補正値設定部３５０へ出力する。
【００６３】
電圧検出部３２０は、電圧センサ２１０で検出された、外部電源２６０から伝達された交流電力の電圧ＶＡＣの検出値を受ける。そして、電圧検出部３２０は、受信した電圧ＶＡＣを状態演算部３４０へ出力する。
【００６４】
電流検出部３３０は、電流センサ２２０で検出された、電力線ＡＣＬ１を流れる電流ＩＡＣの検出値を受ける。そして、電流検出部３３０は、受信した電流ＩＡＣを状態演算部３４０へ出力する。
【００６５】
状態演算部３４０は、電圧検出部３２０および電流検出部３３０から、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣをそれぞれ受ける。そして、状態演算部３４０は、これらの情報に基づいて、充電装置２００から外部電源２６０までの間の電力伝達経路の状態を演算する。具体的には、電力伝達経路の状態として、抵抗値および消費電力を含む。状態演算部３４０における、これらの状態の具体的な演算の一例を以下に説明する。
【００６６】
外部電源２６０とインレット２３０とが、充電ケーブル２５０を介して電気的に接続された状態において、充電開始前、すなわち充電電流が流れる前の電圧ＶＡＣの初期値をＶ０とする。また、充電開始後の電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの値を、それぞれＶＣＨ，ＩＣＨとする。そうすると、充電装置２００から外部電源２６０までの間の電力伝達経路の全体の抵抗値Ｒ０は、式（１）で算出できる。
【００６７】
Ｒ０＝（Ｖ０−ＶＣＨ）／ＩＣＨ  …  （１）
ここで、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の抵抗値をＲ１、充電ケーブル２５０の正常時の標準的な抵抗値をＲ２とすると、延長ケーブル２７０やその他の接続部における追加の抵抗値Ｒ３は、式（１）から以下のようになる。
【００６８】
Ｒ３＝Ｒ０−（Ｒ１＋Ｒ２）
＝（Ｖ０−ＶＣＨ）／ＩＣＨ−（Ｒ１＋Ｒ２）  …  （２）
このようにして算出された追加の抵抗値Ｒ３を、予め定められたしきい値と比較することによって、延長ケーブルの使用、あるいは接続部等の接触不良の可能性の有無を判断することができる。
【００６９】
また、この追加の抵抗値Ｒ３によって消費される消費電力ＰＷＲは、式（２）を用いて以下のように算出することができる。
【００７０】
ＰＷＲ＝ＩＣＨ2・Ｒ３
＝（Ｖ０−ＶＣＨ）・ＩＣＨ−ＩＣＨ2・（Ｒ１＋Ｒ２）  …  （３）
このようにして算出された消費電力ＰＷＲは、追加の抵抗値による発熱を表わす指標となり得る。
【００７１】
状態演算部３４０は、上記のように算出された追加の抵抗値Ｒ３および追加の抵抗値Ｒ３による消費電力ＰＷＲを、補正値設定部３５０に出力する。
【００７２】
補正値設定部３５０は、温度検出部３１０からの外気温ＴＭＰ、状態演算部３４０からの抵抗値Ｒ３および消費電力ＰＷＲの入力を受ける。そして、補正値設定部３５０は、これらの情報に基づき、予め定められたマップや演算式を用いて、充電電力を制限するための補正値を設定する。
【００７３】
なお、充電電力の制限においては、充電装置２００の出力電圧、出力電流の少なくとも一方を制限することになる。充電装置２００の制御の例としては、蓄電装置１１０のＳＯＣが低い場合には、定電力制御により電圧および電流がともに制御され、ＳＯＣが高くなる充電の後期においては、定電圧制御として充電電流によって電力が制御される。蓄電装置１１０の充電時には、充電装置２００の出力電圧は、基本的には蓄電装置１１０の電圧よりも若干高く設定することが必要であるので、充電電力の制限については、一般的に充電電流を制限することによって行なわれる。以下では、充電電流を制限する場合を例として説明する。
【００７４】
図５および図６は、補正値設定部３５０における補正値設定用のマップの例を示すものである。
【００７５】
図５は、電力伝達経路の追加の抵抗値Ｒ３に基づいて、充電電流の補正係数ＣＭＰ１を設定するためのマップの一例を示す図である。図５を参照して、補正値設定部３５０は、状態演算部３４０によって演算された追加の抵抗値Ｒ３が、しきい値α１よりも小さい場合には充電電流の制限は行なわず、したがって、補正係数ＣＭＰ１を１に設定する。そして、追加の抵抗値Ｒ３がしきい値α１を超過した場合には、超過した抵抗値が大きくなるほど補正係数ＣＭＰ１が小さくなるように、補正係数ＣＭＰ１を０から１の間で設定する（図５中の曲線Ｗ１）。なお、補正係数ＣＭＰ１は、図５のように直線的に減少させてもよいし、曲線的にあるいは階段状に減少させるようにしてもよい。また、図５中のＲｍａｘは、外部電源２６０や充電装置２００に接続可能な定格のインピーダンスなどから決まる、充電が不可能となる最大の抵抗値に相当するものである。
【００７６】
一方、図６は、電力伝達経路の追加の抵抗値Ｒ３による消費電力に基づいて、充電電流の補正係数ＣＭＰ２を設定するためのマップの一例を示す図である。図６を参照して、補正値設定部３５０は、状態演算部３４０によって演算された追加の抵抗値Ｒ３による消費電力ＰＷＲが、しきい値α２よりも小さい場合には充電電流の制限は行なわず、したがって、補正係数ＣＭＰ２を１に設定する。そして、消費電力ＰＷＲがしきい値α２を超過した場合には、超過した消費電力が大きくなるほど補正係数ＣＭＰ２が小さくなるように、補正係数ＣＭＰ２を０から１の間で設定する（図６中の実線Ｗ１１）。補正係数ＣＭＰ２についても、補正係数ＣＭＰ１と同様に、図６のように直線的に減少させてもよいし、曲線的にあるいは階段状に減少させるようにしてもよい。
【００７７】
また、消費電力ＰＷＲに基づく補正係数ＣＭＰ２の設定においては、さらに外気温ＴＭＰによって、補正係数ＣＭＰ２を変化させるようにしてもよい。上述のように、消費電力ＰＷＲは追加の抵抗値Ｒ３による発熱を表わす指標となり得るが、外気温が低い場合には、周囲への放熱量が多くなるので、この消費電力による追加の抵抗成分の実質的な温度上昇は少なくなる。一方、外気温が高い場合には、周囲への放熱量が少なくなるので、逆に追加の抵抗成分の実質的な温度上昇が増加する。そこで、図６のように、外気温ＴＭＰが高いほど補正係数ＣＭＰ２を小さく、すなわち充電電流の制限量を大きくし（図６中の破線Ｗ１２）、外気温ＴＭＰが低いほど補正係数ＣＭＰ２を大きく、すなわち充電電流の制限量を小さくする（図６中の破線Ｗ１３）。
【００７８】
そして、補正値設定部３５０は、このようにして算出した補正係数ＣＭＰ１，ＣＭＰ２を用いて、トータルの補正係数ＣＭＰを以下のように演算し、演算した補正係数ＣＭＰを指令設定部３６０および警報出力部３７０へ出力する。
【００７９】
ＣＭＰ＝ＣＭＰ１・ＣＭＰ２  …  （４）
ここで、０≦ＣＭＰ１≦１，０≦ＣＭＰ２≦１である。
【００８０】
なお、上述の補正係数ＣＭＰ１，ＣＭＰ２は、必ずしも両方の補正係数による補正が必要ではなく、少なくとも一方の補正係数を用いるようにすればよい。また、上記以外の状態に基づいた補正係数をさらに採用することも可能である。
【００８１】
再び図４を参照して、指令設定部３６０は、蓄電装置１１０からのバッテリ電圧ＶＢ、あるいはこのバッテリ電圧ＶＢに基づいて算出されたＳＯＣを受ける。そして、指令設定部３６０は、これらの情報に基づいて、必要となる充電電流を演算するとともに、それを達成するための充電装置２００の制御信号ＰＷＥを設定する。このときに、指令設定部３６０は、補正値設定部３５０から受ける補正係数ＣＭＰを上述の演算した充電電流に乗じることによって、充電装置２００から出力する充電電流を制限する。
【００８２】
警報出力部３７０は、補正値設定部３５０からの補正係数ＣＭＰを受ける。そして、警報出力部３７０は、補正係数ＣＭＰが１より小さい場合、すなわち、追加の抵抗値Ｒ３、または消費電力ＰＷＲが所定のしきい値より大きい場合に、ユーザに対して注意を喚起することを目的として、警告装置１９５に警告信号ＡＬＭを出力して警報を出力させる。
【００８３】
図７は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される充電電力制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００８４】
図１および図７を参照して、ＥＣＵ３００は、外部電源２６０が充電ケーブル２５０を介して接続されたことを検出すると、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）４００にて、蓄電装置１１０のバッテリ電圧ＶＢまたはＳＯＣに基づいて充電電流の指令値を設定する。
【００８５】
次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ４１０にて、すでに充電装置２００が起動されており現在充電中であるか否かを判定する。
【００８６】
まだ充電が行なわれていない場合（Ｓ４１０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、Ｓ４２５にて、充電電流が流れていない状態の電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２の初期電圧Ｖ０を取得する。そして、ＥＣＵ３００は、処理をＳ４７０に進めて、Ｓ４００で設定した充電電流の指令値が達成できるような制御信号ＰＷＥを生成して、充電装置２００を駆動する。
【００８７】
一方、すでに充電中である場合（Ｓ４１０にてＹＥＳ）は、Ｓ４２０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、電圧センサ２１０および電流センサ２２０によって検出された電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣに基づいて、上述の式（２），（３）を用いて、追加の抵抗値Ｒ３および消費電力ＰＷＲを演算する。
【００８８】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ４３０にて、追加の抵抗値Ｒ３、消費電力ＰＷＲおよび外気温ＴＭＰに基づいて、たとえば図５および図６に示したようなマップを用いることによって、充電電流の補正係数ＣＭＰを演算する。
【００８９】
ＥＣＵ３００は、Ｓ４４０にて、充電電力の補正が必要か否か、すなわちＳ４３０で演算した補正係数ＣＭＰが１より小さいか否かを判定する。
【００９０】
補正係数ＣＭＰが１であり充電電流の制限が必要ない場合（Ｓ４４０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、処理をＳ４７０に進め、Ｓ４００にて設定した充電電流の指令値が達成できるような制御信号ＰＷＥを生成して、充電装置２００を駆動する。
【００９１】
補正係数ＣＭＰが１より小さく、充電電流の制限が必要な場合（Ｓ４４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ４５０に進められ、ＥＣＵ３００は、Ｓ４００で設定した充電電流にＳ４３０で演算した補正係数ＣＭＰを乗じることによって、充電電流を制限する。
【００９２】
そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ４６０にて、警告装置１９５に警告信号ＡＬＭを出力して、ユーザに充電電力の補正を行なっていることを通知する。
【００９３】
その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ４７０にて、制限された充電電力が達成できるような制御信号ＰＷＥを生成して充電装置２００を駆動する。
【００９４】
以上のような処理に従って制御を行なうことによって、車両外部の外部電源からの電力を用いて充電可能な車両において、電力伝達経路の状態に基づいて充電電力を調整することが可能となる。これによって、ユーザによって延長ケーブルが追加されたり、充電ケーブル等に不具合が発生している場合であっても、ケーブルが過度に発熱することによってケーブルの損傷を招いたり、周囲の機器に影響をおよぼすことを抑制することが可能となる。
【００９５】
なお、上述においては、充電を行ないながら、ダイナミックに追加の抵抗値Ｒ３を演算するとともに演算によって得られた追加の抵抗値Ｒ３に基づいた充電電力の制限を行なう手法について説明した。これに代えて、追加の抵抗値Ｒ３を演算するために、本格的な充電を行なう前に、たとえば低電力によるテスト充電を短時間実施し、得られた抵抗値Ｒ３に基づいた充電電力の制限の設定を行なった後に、本格的な充電を開始するようにしてもよい。このような構成とすることによって、たとえば充電ケーブル２５０に不具合があるような場合に、最初から大きな電力で充電を開始することによって発生し得る故障等を防止することができる。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１００  車両、１１０  蓄電装置、１２０  ＰＣＵ、１２１  コンバータ、１２２  インバータ、１３０  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギア、１５０  駆動輪、１６０  空調機、１７０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８０  補機バッテリ、１９０  補機負荷、１９５  警告装置、１９６  温度センサ、２００  充電装置、２１０  電圧センサ、２２０  電流センサ、２３０  インレット、２５０  充電ケーブル、２５１  充電コネクタ、２５２，２７２  電線部、２５３，２７３  プラグ、２６０  外部電源、２６１，２７１  コンセント、２７０  延長ケーブル、３００  ＥＣＵ、３１０  温度検出部、３２０  電圧検出部、３３０  電流検出部、３４０  状態演算部、３５０  補正値設定部、３６０  指令設定部、３７０  警報出力部、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＨＰＬ，ＰＬ１〜ＰＬ３  電力線、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＣＨＲ  充電リレー、ＮＬ１，ＮＬ２  接地線、ＳＭＲ  システムメインリレー。
【図１】
2011142004.tif 000003
【図２】
2011142004.tif 000004
【図３】
2011142004.tif 000005
【図４】
2011142004.tif 000006
【図５】
2011142004.tif 000007
【図６】
2011142004.tif 000008
【図７】
2011142004.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月28日(2011.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源から、充電ケーブルを介して伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両であって、
前記充電ケーブルを接続するためのインレットと、
充電可能な蓄電装置と、
前記外部電源から伝達される電力を用いて前記蓄電装置に充電電力を供給するための充電装置と、
前記インレットと前記充電装置とを結ぶ電力線と、
前記外部電源から前記充電装置までの電力伝達経路の抵抗値に基づいて、前記充電電力を制限するように前記充電装置を制御するための制御装置とを備え、
前記電力伝達経路は、前記充電ケーブルおよび前記電力線を含み、
前記制御装置は、前記電力伝達経路の抵抗値がしきい値より大きい場合に、前記電力伝達経路の抵抗値が大きくなるにつれて前記充電電力が小さくなるように前記充電装置を制御し、
前記制御装置は、前記電力伝達経路の全体の抵抗値から前記電力線の抵抗値および前記充電ケーブルの抵抗値を差し引いた残余の抵抗値の大きさに応じて、前記充電電力を制限する、車両。
【請求項２】
前記制御装置は、外部充電時に前記外部電源から伝達される電力の電圧および電流に基づいて、前記電力伝達経路の抵抗値を演算する、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置は、外部充電を実行しながら、前記電力伝達経路の抵抗値の演算および演算された抵抗値に基づいた前記充電電力の制限を行なう、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御装置は、本格的な充電に先立って、前記電力伝達経路の抵抗値を演算するためのテスト充電を実行し、演算された抵抗値に基づいて前記充電電力の制限に関する設定を行なった後に、本格的な充電を開始する、請求項２に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記残余の抵抗値による消費電力がしきい値より大きい場合に、前記残余の抵抗値による消費電力が大きくなるにつれて前記充電電力が小さくなるように前記充電装置を制御する、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記車両の外部の外気温が高いほど、前記充電電力が小さくなるように、前記充電電力の制限量を修正する、請求項５に記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置は、前記残余の抵抗値に対応した予め定められたマップを用いて、前記充電装置から出力される充電電流の制限量を決定し、前記充電電流の制限値を用いて前記充電電流を制限することによって前記充電電力を制限する、請求項１に記載の車両。
【請求項８】
前記充電電力が制限されていることを通知するための警告装置をさらに備える、請求項１に記載の車両。
【請求項９】
外部電源から充電ケーブルを介して伝達される電力を用いて外部充電が可能な車両の制御方法であって、
前記車両は、
前記充電ケーブルを接続するためのインレットと、
充電可能な蓄電装置と、
前記外部電源から伝達される電力を用いて前記蓄電装置に充電電力を供給するための充電装置と、
前記インレットと前記充電装置とを結ぶ電力線とを含み、
前記制御方法は、
前記外部電源から前記充電装置までの電力伝達経路の抵抗値を検出するステップと、
検出された前記電力伝達経路の抵抗値に基づいて、前記充電電力の制限量を決定するステップと、
決定された前記充電電力の制限量に基づいて、前記充電装置を制御するための制御指令を生成するステップとを備え、
前記電力伝達経路は、前記充電ケーブルおよび前記電力線を含み、
前記決定するステップは、
前記電力伝達経路の抵抗値がしきい値より大きい場合に、前記電力伝達経路の抵抗値が大きくなるにつれて前記充電電力が小さくなるように、前記電力伝達経路の全体の抵抗値から前記電力線の抵抗値および前記充電ケーブルの抵抗値を差し引いた残余の抵抗値の大きさに応じて、前記充電電力の制限量を決定するステップとを含む、車両の制御方法。
【国際調査報告】
2011142004.tif 000010
2011142004.tif 000011
2011142004.tif 000012
2011142004.tif 000013